具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料、制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料、制备方法与应用。所述轻质抗冲击碳材料包括碳纳米管泡沫和分布于碳纳米管泡沫内的多个碳颗粒，其中所述碳纳米管泡沫的第一局部区域内的碳颗粒分布密度大于所述碳纳米管泡沫的第二局部区域内的碳颗粒分布密度，所述第一局部区域与第二局部区域相邻设置，从而使所述轻质抗冲击碳材料与第一局部区域相应位置处的密度大于与第二局部相应位置处的密度。本发明专利技术通过二次沉积进行碳纳米管泡沫的节点焊接，通过改变材料放置位置来调控无定形碳分布，制备的轻质抗冲击碳材料具有优异的抗冲击性能，可实现新型冲击防护材料的软硬不同结构一体化制备，且进一步降低抗冲击材料的密度。的密度。的密度。

【技术实现步骤摘要】
具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料、制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种抗冲击防护碳材料的制备方法，具体涉及一种具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料及其制备方法与应用，属于复合材料


技术介绍

[0002]传统的抗冲击防护材料多为金属和高分子复合材料，所用金属材料结构强度高但密度大、制备成本高，而且制备过程中的副产物对环境造成一定的破坏；所用高分子复合材料多为层状结构，具有一定结构强度，密度小，但几种不同的高分子软硬层之间需要寻找合适的粘合剂进行粘结，以增强界面结合能力，而且使用温度范围较窄。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
[0004]本专利技术的另一目的还在于提供所述具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料的应用。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0006]本专利技术实施例提供了一种具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料，其包括碳纳米管泡沫和分布于碳纳米管泡沫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料，其特征在于包括碳纳米管泡沫和分布于碳纳米管泡沫内的多个碳颗粒，其中所述碳纳米管泡沫的第一局部区域内的碳颗粒分布密度大于所述碳纳米管泡沫的第二局部区域内的碳颗粒分布密度，所述第一局部区域与第二局部区域相邻设置，从而使所述轻质抗冲击碳材料与第一局部区域相应位置处的密度大于与第二局部相应位置处的密度。2.根据权利要求1所述的具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料，其特征在于：在所述碳纳米管泡沫内碳颗粒的分布密度沿一指定方向减小或先减小再增大，使所述轻质抗冲击碳材料的密度沿所述指定方向减小或先减小再增大。3.根据权利要求2所述的具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料，其特征在于：在所述碳纳米管泡沫内碳颗粒的分布密度沿一指定方向梯度减小或先梯度减小再梯度增大，使所述轻质抗冲击碳材料的密度沿所述指定方向梯度减小或先梯度减小再梯度增大。4.根据权利要求1所述的具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料，其特征在于：所述碳纳米管泡沫与碳颗粒的质量比为1∶8～1∶20。5.根据权利要求1所述的具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料，其特征在于：所述碳颗粒的粒径为10nm～300nm。6.根据权利要求1所述的具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料，其特征在于：所述第一局部区域为碳纳米管泡沫的表层区域，所述第二局部区域为碳纳米管泡沫与表层区域邻接的内部区域。7.根据权利要求1所述的具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料，其特征在于：所述具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料的密度为0.04～0.25g/cm3，孔隙率为85％～92％，可压缩率为80％～95％，在90％压缩率下仍具有回弹特性，单位质量的吸能值为2kJ/kg～20kJ/kg。8.根据权利要求1所述的具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料，其特征在于：所述碳纳米管泡沫具有由复数根碳纳米管形成的三维网络空间结构，所述三维网络空间结构所含孔洞的孔径为5nm～200μm，孔隙率为99％以上。9.根据权利要求8所述的具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料，其特征在于：所述碳颗粒至少分布在两根碳纳米管的交集处和/或部分碳纳米管表面；和/或，所述碳颗粒为无定形碳。10.权利要求1-9中任一项所述具有梯度密度结构的轻质抗冲击碳材料的制备方法，其特征在于包括：将碳纳米管泡沫...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡东梅，张鹏飞，杨光，晁卓，邸江涛，李清文，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：